Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми руками

4f9eacddf808c98b6d3ca3fa8e04b949 Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамиНафтові кризи, постійно зростаюча ціна на паливо і стрімко наближає кризу браку невідтворюваних джерел енергії змушують людство шукати все нових альтернативні джерела енергії. Одним з таких джерел служить вітрова енергія, яка є екологічно чистим, безкоштовним і невичерпним джерелом отримання електрики. Так виникла вітроенергетика, суть якої полягає в перетворенні кінетичної енергії вітру в електроенергію. Основу нової галузі енергетики складають вітрові генератори різних видів.

Зміст

  • Що таке вітровий генератор, пристрій і принцип роботи
  • Достоїнства і недоліки вітрових генераторів
  • Інструменти і матеріали, необхідні для створення вітрового генератора
  • Технологія будівництва вітрового генератора

Що таке вітровий генератор, пристрій і принцип роботи

На сьогоднішній день вітрові генератори вважаються однією з найбільш перспективних систем, здатних в автономному режимі виробляти безкоштовну електроенергію в будь-яких кількостях.

Вітровий генератор являє собою агрегат, що перетворює силу вітру в електроенергію.

Він складається з:

  • d50834f31db95c17a3fdb2b0045ffc2a Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамищогли. Вона необхідна для кріплення на ній генератора і вітрового колеса. Чим щогла вище, тим сильніше дме вітер і, відповідно, тим більше електроенергії виробляє генератор;
  • генератора, встановленого на щоглі. З його допомогою виробляється змінний струм, сила і напруга якого залежать від швидкості та стабільності вітру;
  • вітрового колеса з лопатями. Воно служить для приведення в рух вала генератора завдяки використання кінетичної енергії вітру;
  • контролер. Перетворює змінний струм генератора в постійний для зарядки АКБ, а також використовується для управління параметрами вітроустановки: поворот лопатей, зарядка АКБ, захисні функції і т. д.
  • 401e4895b590dd766614df9c83027daf Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамиакумуляторні батареї (АКБ). Призначені для накопичення електроенергії в безвітряні періоди і для стабілізації виходить з генератора напруги, яке залежить від сили вітру. Завдяки АКБ напруга для електроживлення об’єктів виходить стабільним і не залежить від вітру;
  • інвертора. Призначений для перетворення постійного струму з АКБ в змінний, який використовується для живлення більшості електроприладів.

Принцип його роботи заснований на перетворенні кінетичної енергії вітру в електричну. У класичних вітрових генераторів вітрове колесо має три лопаті. Воно укріплено на маточині, яка жорстко пов’язаний з ротором генератора. Обертаючись, ротор генератора виробляє трифазний змінний струм, який контролер перетворює в постійну напругу, що йде на зарядку АКБ. Проходячи через АКБ, струм одночасно заряджає її і далі надходить на інвертор, де перетворюється на змінний однофазний струм 220 В, 50 Гц. Якщо струму з вітрового генератора надходить мало, то його недолік компенсується за рахунок АКБ і, навпаки, якщо багато — то надлишок накопичується в АКБ.

За своєю конструктивною особливості розрізняють вітряні генератори з горизонтальною або вертикальною осями обертання. Найбільше поширення одержав перший вид генераторів, хоча для його роботи необхідно постійно дме вітер.

За вироблюваної потужності вітрові генератори діляться на побутові (потужність від 300 Вт до 10 кВт) і промислові (потужністю кілька мВт).

Достоїнства і недоліки вітрових генераторів

Незалежно від конструкції вітрові генератори мають свої переваги і недоліки.

Переваги:

  • 41c6b37267dcb195a6c9558ba91d841d Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамиекологічність;
  • невичерпність джерела електроенергії;
  • надійність;
  • конкурентність вітрової енергії в порівнянні з непоновлюваними джерелами електроенергії;
  • можливість забезпечення електроенергією у важкодоступних місцях, куди утруднена подача;
  • вони займають мало місця, що дозволяє розміщувати їх спільно з іншими об’єктами.

Недоліки:

  • залежність від сили і напрямку вітру;
  • висока вартість;
  • низька окупність вкладених коштів (понад 10 років);
  • створення при роботі шумів, шкідливих для живих організмів;
  • створення перешкод телебаченню і деяким системам зв’язку;
  • нанесення шкоди птахам за розміщення вітрових генераторів в місцях їх гніздування та на шляхах міграції.

В залежності від конструкції вітрові генератори володіють властивими даному виду конструкції достоїнствами і недоліками. Наприклад, для генераторів з вертикальною віссю обертання характерна низька ефективність (ККД дорівнює 0.2), але в теж час вони можуть виробляти електроенергію при дуже слабкому вітрі.

Інструменти і матеріали, необхідні для створення вітрового генератора

Для створення вітрового генератора необхідний наступний мінімальний набір інструментів і матеріалів:

  • дриль;
  • болгарка;
  • зварювання;
  • набір ключів та свердел;
  • ножівка або лобзик;
  • тонкий листовий метал або міцний пластик;
  • фанера;
  • труби;
  • куточки;
  • болти і гайки;
  • АКБ;
  • матеріали для виготовлення генератора (двигун, редуктор).

Технологія будівництва вітрового генератора

b518d017b6a968c3d489c813b917bee5 Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамиПростота конструкції вітрового генератора дозволяє зібрати його самостійно. Для цього необхідно знати основи фізики і електрики і володіти навичками поводження з побутовим інструментом.

Спочатку необхідно визначитися з необхідними характеристиками вітрового генератора і вже під них шукати схему його пристрою. На сьогоднішній день існує безліч варіантів побудови вітрового генератора своїми руками. При виборі варіанту необхідно пам’ятати, що вітровий генератор повинен задовольняти наступним основним вимогам:

  • простота;
  • технологічність виготовлення;
  • ремонтопридатність;
  • захищеність від шквального вітру.

Технологія виготовлення найпростішого вітрового генератора полягає в послідовному виконанні таких основних операцій.

На втулку велосипедного колеса кріпляться лопаті (від трьох до шести штук), виготовлені з дюралюмінію або жорсткого пластика. Лопаті необхідно відшліфувати так, щоб передня частина була напівкруглої, а задня — загостреною. Чим довше лопаті, тим більше виробляється потужність.

77e5f94b3f5eac1a5b8896b6baa7776e Вітровий генератор: призначення, пристрій, конструкція, принцип роботи, плюси і мінуси, порядок виготовлення своїми рукамиВ якості генератора можна використовувати двигун від будь-яких побутових приладів. При його виборі необхідно керуватися наступним правилом: чим більше вольт на один оборот, тим краще. Ротор двигуна жорстко з’єднується з втулкою з укріпленими на ній лопатями.

По краях хвостової балки, виготовленої з труби, закріплюються хвіст і генератор, які повинні бути врівноважені. Хвіст виготовляється з листового металу або твердого пластику розміром 300?300 мм будь-якої форми. Для захисту від зовнішніх впливів генератор накривають захисним кожухом.

Вся ця конструкція збирається на поличці, звареного з кутиків. Потім ця поличка встановлюється на торець щогли таким чином, щоб вся конструкція могла легко повертатися в залежності від напрямку вітру (для цих цілей найбільш часто використовуються шарикопідшипники).

Щогла представляє собою трубу, скріплену з допомогою розтяжок. Всередині її проходять електричні проводи, що з’єднують генератор з АКБ і інвертором.

Потужності, що виробляється таким вітровим генератором, цілком достатньо для автономного електропостачання приватного будинку.

Оцініть статтю
Довідник корисних порад